線路板結構及其製作方法與流程

2023-08-02 05:36:26 3

本發明涉及一種線路板結構及其製作方法，尤其涉及一種具有可金屬化感光顯影基材的線路板結構及其製作方法。

背景技術：

在目前的半導體封裝工藝中，由於線路板具有布線細密、組裝緊湊及性能良好等優點，使得線路板已成為經常使用的構裝組件之一。線路板能與多個電子組件(electronic component)組裝，而這些電子組件例如是晶片(chip)與被動組件(passive component)。通過線路板，這些電子組件得以彼此電性連接，而信號才能在這些電子組件之間傳遞。

一般而言，線路板主要是由多層圖案化線路層及多層絕緣層交替迭合而成，並藉由導電盲孔(conductive via)形成圖案化線路層彼此之間的電性連接。傳統的導電盲孔的形成方法通常是以雷射鑽孔的方式形成一貫穿絕緣層的盲孔，並使盲孔暴露下方的線路層。之後，進行一除膠渣工藝，以清除因雷射鑽孔而產生的膠渣。接著，再於盲孔中形成一導電層，以電性連接下方的線路層。

值得注意的是，在上述雷射鑽孔的過程中，未被雷射完全去除的膠渣會殘留在盲孔的孔壁上，故後續仍須以鹼性藥液進行除膠渣處理，因此，目前的盲孔工藝步驟仍舊相當地繁複。並且，在除膠渣的過程中，盲孔下方的銅層易於鹼性藥液中剝離，因而影響工藝的良率。

技術實現要素：

本發明提供一種線路板結構，其工藝效率以及工藝良率較高。

本發明提供一種線路板結構的製作方法，其可有效提升工藝效率以及工藝良率。

本發明的線路板結構包括基板、多個可金屬化感光顯影基材、化學鍍種子層及第二圖案化線路層。基板包括上表面、相對上表面的下表面以及第一圖案化線路層。可金屬化感光顯影基材分別設置於上表面及下表面。各可金屬化感光顯影基材包括多個盲孔，其分別暴露至少部分的第一圖案化線路層，且各可金屬化感光顯影基材的材料包括光敏感材料。化學鍍種子層設置於可金屬化感光顯影基材上並覆蓋各盲孔的內壁。第二圖案化線路層分別設置於第一化學鍍種子層上並填充於盲孔內，以與第一圖案化線路層電性連接。

本發明的線路板結構的製作方法包括下列步驟。提供基板，其中基板包括上表面、相對上表面的下表面以及第一圖案化線路層。各設置可金屬化感光顯影基材於上表面及下表面，其中各可金屬化感光顯影基材的材料包括光敏感材料。對可金屬化感光顯影基材進行曝光顯影工藝，以於各可金屬化感光顯影基材上形成多個盲孔，且盲孔暴露部分的第一圖案化線路層。進行化學鍍工藝，以形成化學鍍種子層於可金屬化感光顯影基材上，且化學鍍種子層覆蓋各盲孔的內壁。形成第二圖案化線路層，其中第二圖案化線路層設置於化學鍍種子層上並填充於盲孔內，以與第一圖案化線路層電性連接。

在本發明的一實施例中，上述的基板還包括絕緣基材，且第一圖案化線路層設置於絕緣基材上。

在本發明的一實施例中，上述的基板還包括貫穿絕緣基材的通孔，且第一圖案化線路層覆蓋通孔的內壁。

在本發明的一實施例中，上述的基板還包括填充材，填充於通孔內。

在本發明的一實施例中，上述的可金屬化感光顯影基材的材料包括聚醯亞胺(polyimide,PI)。

在本發明的一實施例中，上述的各化學鍍種子層的材料包括鎳。

在本發明的一實施例中，上述的各第二圖案化線路層的材料包括銅。

在本發明的一實施例中，上述的提供基板的步驟還包括下列步驟：提供絕緣基材。形成通孔於絕緣基材上，其中通孔貫穿絕緣基材。形成第一圖案化線路層於絕緣基材上，且第一圖案化線路層覆蓋通孔的內壁。

在本發明的一實施例中，上述的線路板結構的製作方法還包括下列步驟：設置一填充材於通孔內，以填充通孔。

在本發明的一實施例中，上述的形成盲孔的步驟包括：形成圖案化幹膜層於可金屬化感光顯影基材的多個移除區上，其中移除區的位置分別對應盲孔。進行曝光工藝，以對未被各圖案化幹膜層所覆蓋的部分可金屬化感光顯影基材進行曝光。進行顯影工藝，以移除未被曝光的移除區而形成盲口。移除圖案化幹膜層。

在本發明的一實施例中，上述的形成盲孔的步驟包括：形成圖案化幹膜層於可金屬化感光顯影基材上，其中圖案化幹膜層暴露出多個移除區，且移除區的位置分別對應盲孔。進行曝光工藝，以對被暴露的移除區進行曝光。進行顯影工藝，以移除被曝光的移除區而形成盲口。移除圖案化幹膜層。

在本發明的一實施例中，上述的形成第二圖案化線路層的步驟包括：形成金屬層於化學鍍種子層上。形成圖案化幹膜層於金屬層上，且圖案化幹膜層至少覆蓋填充於盲孔內的部分金屬層。進行蝕刻工藝，以移除未被圖案化幹膜層所覆蓋的部分金屬層而形成第二圖案化線路層。移除圖案化幹膜層。

在本發明的一實施例中，上述的形成第二圖案化線路層的步驟包括：形成圖案化幹膜層於化學鍍種子層上，且圖案化幹膜層至少暴露盲孔。以圖案化幹膜層為罩幕進行電鍍工藝，以形成第二圖案線路層。移除圖案化幹膜層以暴露下方的部分化學鍍種子層。進行蝕刻工藝，以移除暴露的部分化學鍍種子層。

基於上述，本發明利用可金屬化感光顯影基材的光敏感特性對其進行曝光顯影工藝，以於可金屬化感光顯影基材上形成多個盲孔。並且，本發明通過化學鍍工藝於可金屬化感光顯影基材的表面形成化學鍍種子層，以便於後續利用化學鍍種子層作為導電路徑進行電鍍工藝而形成圖案化線路層，且圖案化線路層填充於盲孔內，以通過盲孔電性連接迭構間的圖案化線路。因此，本發明有效簡化了線路板結構的工藝步驟，提升工藝效率。除此之外，本發明也可避免現有的盲孔工藝中雷射鑽孔所產生的膠渣殘留在盲孔內的問題，因而可提升線路板結構的工藝良率。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合附圖作詳細說明如下。

附圖說明

圖1A至圖1H是依照本發明的一實施例的一種線路板結構的製作方法的流程剖面示意圖；

圖2是依照本發明的另一實施例的一種線路板結構的製作方法的部分流程剖面示意圖；

圖3A至圖3C是依照本發明的另一實施例的一種線路板結構的製作方法的部分流程剖面示意圖。

附圖標記：

100：線路板結構

110：基板

111：絕緣基材

112：上表面

114：下表面

116：第一圖案化線路層

118：通孔

119：填充材

120：可金屬化感光顯影基材

122：盲孔

130：化學鍍種子層

140：金屬層

142：第二圖案化線路層

150、160、170、180：圖案化幹膜層

R1：移除區

具體實施方式

有關本發明的前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合附圖的各實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明，而並非用來限制本發明。並且，在下列各實施例中，相同或相似的組件將採用相同或相似的標號。

圖1A至圖1H是依照本發明的一實施例的一種線路板結構的製作方法的流程剖面示意圖。本實施例的線路板結構的製作方法包括下列步驟。首先，提供如圖1A所示的基板110，其中，基板110包括上表面112、相對上表面112的下表面114以及第一圖案化線路層116。詳細而言，形成上述的基板110的方法可例如先提供絕緣基材111。接著，形成通孔118於絕緣基材111上，其中，通孔118貫穿絕緣基材111。之後再形成第一圖案化線路層116於絕緣基材111上，且第一圖案化線路層116覆蓋通孔118的內壁，並設置填充材119於通孔118內，以填充通孔118，即可形成如圖1A所示的基板110。當然，本實施例僅用以舉例說明，本發明並不限制基板110的形成方法以及基板110的形式。

接著，請參照圖1B，各設置可金屬化感光顯影基材120於基板110的上表面112及下表面114，其中，可金屬化感光顯影基材120的材料包括光敏感材料以及聚醯亞胺(polyimide,PI)。在本實施例中，可金屬化感光顯影基材120可為正光阻或是負光阻，以便於後續直接對可金屬化感光顯影基材120進行曝光顯影工藝。若可金屬化感光顯影基材120為負光阻，則可金屬化感光顯影基材120經曝光後會固化而無法溶於顯影液中，相反地，若可金屬化感光顯影基材120為正光阻，則可金屬化感光顯影基材120經曝光後會產生裂解而極易溶於顯影液中。並且，可金屬化感光顯影基材120可例如是經過特殊的活化及敏化處理的基材，以便於後續直接於其上進行化學鍍工藝。

接著，請參照圖1C以及圖1D，對可金屬化感光顯影基材120進行曝光顯影工藝，以於各可金屬化感光顯影基材120上形成多個如圖1D所示的盲孔122，且盲孔122暴露部分的第一圖案化線路層116。在本實施例中，盲孔122可為用以電性連接線路板結構中任意兩相鄰的圖案化線路層的導通孔。在此須說明的是，在如圖1C所示的實施例中，可金屬化感光顯影基材120為負光阻，也就是說，可金屬化感光顯影基材120經曝光後會固化而無法溶於顯影液中。如此，前述的曝光顯影工藝可包括下列步驟：首先，如圖1C所示的各形成圖案化幹膜層150於可金屬化感光顯影基材120上，其中，各圖案化幹膜層150覆蓋可金屬化感光顯影基材120的多個移除區。在本實施例中，移除區的位置分別對應如圖1D所示的盲孔122。之後，再進行曝光工藝，以對未被圖案化幹膜層150所覆蓋的部分可金屬化感光顯影基材120進行曝光。也就是說，可金屬化感光顯影基材120中除了移除區以外的區域會受到紫外光的照射而產生質變，使可金屬化感光顯影基材120中除了移除區以外的區域固化而變成無法溶於顯影液中。之後，再進行顯影工藝，由於移除區被圖案化幹膜層150所覆蓋而未受到紫外光照射，故對應盲孔122的移除區會溶於顯影工藝的顯影液中，因而可移除被圖案化幹膜層150所覆蓋而未被曝光的移除區，以形成如圖1D所示的多個盲孔122，之後再移除圖案化幹膜層160即可。

當然，在其他實施例中，可金屬化感光顯影基材120亦可為正光阻，也就是說，可金屬化感光顯影基材120經曝光後會裂解而變成極易溶解於顯影液中。在此情況下，則盲孔122的形成方式可參照圖2所示的形成圖案化幹膜層160於可金屬化感光顯影基材120上，其中，各圖案化幹膜層160如圖2所示的暴露可金屬化感光顯影基材120的多個移除區R1。之後，再進行例如紫外線的曝光工藝，以對可金屬化感光顯影基材120的移除區R1進行曝光。也就是說，可金屬化感光顯影基材120的移除區R1會受到紫外光的照射而產生質變，使可金屬化感光顯影基材120的移除區R1產生裂解而變成極易溶解於顯影液中。之後，再進行顯影工藝，由於移除區R1受到紫外光照射而產生質變，故移除區R1會溶於顯影工藝中的顯影液，因而可移除被圖案化幹膜層160所暴露而被曝光的移除區R1，以形成如圖1D所示的多個盲孔122。之後再移除圖案化幹膜層160即可。本發明並不限制可金屬化感光顯影基材120的光阻種類，只要其具有光敏感特性，可通過曝光顯影工藝而直接對其進行圖案化即可。

接著，請參照圖1E，進行化學鍍工藝，以形成化學鍍種子層130於可金屬化感光顯影基材120上，且化學鍍種子層130覆蓋各盲孔122的內壁。具體而言，化學鍍種子層130系全面性的覆蓋可金屬化感光顯影基材120的表面，並延伸至各盲孔122內。

承上述，化學鍍工藝是利用化學氧化還原反應在可金屬化感光顯影基材120的表面沉積鍍層。在本實施例中，化學鍍種子層130的材料包括鎳，也就是說，本實施例的化學鍍種子層130可為化學鍍鎳層。具體而言，化學鍍鎳是用還原劑把溶液中的鎳離子還原沉積在具有催化活性的表面上。舉例而言，本實施例可例如先將可感光顯影的基材經過特殊的活化及敏化處理，以形成本實施例的可金屬化感光顯影基材120。如此，化學鍍工藝步驟可包括將可金屬化感光顯影基材120浸入例如以硫酸鎳、次磷酸二氫鈉、乙酸鈉和硼酸等所配成的混合溶液內，使其在一定酸度和溫度下發生變化，讓溶液中的鎳離子被次磷酸二氫鈉還原為原子而沉積於可金屬化感光顯影基材120的表面上而形成如圖1E所示的化學鍍種子層130。

接著，形成如圖1H所示的第二圖案化線路層142，其中，第二圖案化線路層142設置於化學鍍種子層130上，並填充於盲孔122內，以與下方的第一圖案化線路層116電性連接。在本實施例中，第二圖案化線路層142的材料包括銅。在本實施例中，第二圖案化線路層142可例如通過減成(substractive)法而形成。具體而言，形成第二圖案化線路層142的步驟可例如是先以化學鍍種子層130作為導電路徑進行電鍍工藝，以形成如圖1F所示的金屬層140於化學鍍種子層130上。接著，形成如圖1G所示的圖案化幹膜層170於金屬層140上，且圖案化幹膜層170至少覆蓋填充於盲孔122內的部分金屬層140。接著，再進行蝕刻工藝，以移除未被圖案化幹膜層170所覆蓋的部分金屬層140而形成如圖1H所示的第二圖案化線路層142，之後再移除圖案化幹膜層170，即可完成第二圖案化線路層142的製作。如此，線路板結構100的製作方法即大致完成。

當然，在本發明的其他實施例中，第二圖案化線路層142也可通過半加成(semi-additive)法而形成。具體而言，形成第二圖案化線路層142的步驟可例如是在形成如圖1E的化學鍍種子層130之後，接續圖3A至圖3C所顯示的工藝而形成。首先，形成如圖3A所示的圖案化幹膜層180於化學鍍種子層130上，且圖案化幹膜層180至少暴露盲孔122。接著，請再參照圖3B，以圖案化幹膜層180為罩幕進行電鍍工藝，以於被圖案化幹膜層180所暴露的部分形成第二圖案線路層142。接著，再如圖3C所示的移除圖案化幹膜層180以暴露下方的部分化學鍍種子層130。之後再進行蝕刻工藝，以移除暴露的部分化學鍍種子層130，以形成如圖1H所示的線路板結構100。

就結構而言，線路板結構100可如圖1H所示的包括基板110、多個可金屬化感光顯影基材120、化學鍍種子層130及第二圖案化線路層142。基板110如圖1A所示包括絕緣基材111、上表面112、相對上表面112的下表面114以及設置於絕緣基材111上的第一圖案化線路層116。詳細而言，基板110可包括貫穿絕緣基材111的通孔118及填充材119，且第一圖案化線路層116覆蓋通孔118的內壁。填充材119則可填充於通孔118內。可金屬化感光顯影基材120分別設置於基板110的上表面112及下表面114。各個可金屬化感光顯影基材120包括多個盲孔122，其分別暴露至少部分的第一圖案化線路層116，且可金屬化感光顯影基材120的材料包括光敏感材料，以便於通過曝光顯影工藝而直接對可金屬化感光顯影基材120進行圖案化。化學鍍種子層130設置於可金屬化感光顯影基材120上並覆蓋各盲孔122的內壁。第二圖案化線路層142則分別設置於第一化學鍍種子層130上並填充於盲孔122內，以與第一圖案化線路層116電性連接。

綜上所述，本發明利用可金屬化感光顯影基材的光敏感特性對其進行曝光顯影工藝，以於可金屬化感光顯影基材上形成多個盲孔。並且，本發明通過化學鍍工藝於可金屬化感光顯影基材的表面形成化學鍍種子層，以便於後續利用化學鍍種子層作為導電路徑進行電鍍工藝而形成圖案化線路層，且圖案化線路層填充於盲孔內，以通過盲孔電性連接迭構間的圖案化線路。因此，本發明有效簡化了線路板結構的工藝步驟，提升工藝效率。除此之外，本發明也可避免現有的盲孔工藝中雷射鑽孔所產生的膠渣殘留在盲孔內的問題，因而可提升線路板結構的工藝良率。

雖然本發明已以實施例揭示如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中普通技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的改動與潤飾，故本發明的保護範圍當視所附權利要求界定範圍為準。